1203彭鑫(超市收款服务系统建模与仿真)1

HunanInstituteofTechnology系统建模与仿真课程设计题目：邮政银行窗口服务系统建模与仿真设计年级：12级专业：工业工程层次：本科姓名：彭鑫指导教师：朱小勇完成日期：2015年1月湖南工学院《系统建模与仿真》课程设计指导老师评分表课程设计题目：姓名：学号：班级：学院：指导教师：完成时间：成绩评定（综合成绩：）（I）工作态度、进度与表现（20%）（1）问题分析阶段（30）（2）仿真建模阶段（40）（3）仿真优化阶段（30）（II）报告文档（70%）（4）文档逻辑结构清楚合理。20分（分）；（5）文档内容完整详尽，与项目结合紧密。30分（分）；（6）模型质量规范，分析细致合理。30分（分）；（7）外文翻译，摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。20分（分）；（III）模型（10%）（8）课程基础知识。40分（分）；（9）建模技能。60分（分）。合计总分备注综合成绩按优、良、中、及格和不及格5级给出。顺风超市收款服务系统仿真[摘要]超市是大家生活购物的必须地方。在超市购物结账的过程中，顾客希望等待时间短，而超市追求服务效率高。平衡这是两者之间的关系是非常重要的。通过对硬汉服务系统的书籍进行分析后，采用flexsim软件对该超市收款服务系统进行仿真，仿真结果表明：服务台效率高，个数恰当；而顾客的最长等待时间和最长队列较长，针对这些问题，提出了优化改进措施。[关键词]等待时间；服务效率；平衡；设计【ABSTRACT】:Thesupermarketismustplaceofpeople'slifeshopping.Intheprocessofshoppinginthesupermarketcheckout,thecustomerwanttowaittimeisshort,thepursuitofhighefficiencyserviceandthesupermarket.Balancetherelationshipbetweenthetwoisveryimportant.Throughthetoughguybooksafteranalyzingtheservicesystem,adoptstheflexsimsoftwaresimulationtothesupermarketcollectingservicessystem,thesimulationresultsshowthattheservicewithhighefficiency,thenumberofright;Andthecustomer'slongestwaitforalongtimeandthelongestqueue,tosolvetheseproblems,theoptimizedimprovementmeasuresareputforward.【KEYWORDS】：Waittime；Serviceefficiency；balance；design目录1前言.................................................12系统描述.............................................13系统分析.............................................2（1）实体：..........................................2（2）状态：..........................................2(3)活动：............................................2（4）时间：..........................................2(5)排队规则：........................................3（6）系统的流程图描述：..............................34系统仿真输入数据分析.................................35flexsim建模与仿真分析................................85.1系统的flexsim模型界面........................85.2建模元素说明...................................85.3建立仿真模型..................................96改进措施............................................177结束语..............................................18致谢............................................1811前言学校顺枫超市是同学们经常去的地方。但是，在一些特殊的时间表明，顺枫超市排队的情况非常严重，等待的时间有时候很长，在某些情况下，这种等待时间让同学们难以忍受。超市的排队问题耽误了许多人宝贵的时间，耽误了同学们休息和上课的时间。最简单的方法就是多设置几个结账通道，让队伍的长度变短。但是开设结账通道之后，对于顾客来说，减少了等待时间。但是，对于超市来说，加大了许多投入。这可能使顺枫超市的利益受到了亏损。这就造成了两难的境地，一方面等待时间长，流失掉顾客，减少利润；另一方面，增加通道来缩短等待时间，但加大了投入，利益也在一定程度上受到了损害。本文试图通过flexsim软件分析求出一个兼顾两方面的方案。因此，解决超市排队问题就是要尽可能地找到一个平衡点，使顾客的等待时间，开设的通道数，达到最好的平衡状态。2系统描述湖南工学院顺枫公寓超市为全校师生提供购物服务,此服务系统由顾客、人工收款、超市构成。顺枫超市共有2个收款通道。在日常的结账过程中经常出现排队等待现象。在高峰期(注:高峰期往往是早上、中午、下午和下课期间),同学到达率服从一定概率分布,服务速率依赖于同学购买商品的的数量以及服务人员的工作效率。此次建模的目的是在假定同学到达时间间隔和结账花费的时间服从一定的概率分布时，考察服务窗口的忙闲情况。排队模型如下图1图1排队模型顺枫超市服务系统布局如下图2：顾客随机到达顾客离去顾客排队结账（服务时间随机）2图2顺枫超市服务系统布局3系统分析在顺枫超市服务系统中，其实体、状态、活动、时间、排队规则及服务流程如下：（1）实体：（1）临时实体；顾客；（2）永久实体；服务窗口；（3）特殊实体；排队队列；（2）状态：（1）服务窗口：忙、闲；（2）顾客：排队、接收服务；（3）排队队列：队列长度。(3)活动：排队（顾客），服务（结账服务）。a、顾客到达时，若结账服务台处于空闲状态，则有顾客进入“等待服务”的阶段，否则，进入“接收服务”的阶段。b、服务窗口完成对某一顾客的服务之后，如果队列处于“非零”状态，则立即开始对下一个顾客的服务；否则进入“闲”的状态。（4）时间：顾客到达、顾客结束排队（条件事件）、顾客服务完毕离去。3(5)排队规则：先到先服务。（6）系统的流程图描述：图3顺枫超市收款服务系统实体流程图4系统仿真输入数据分析(1)数据收集表1顾客到达与结账服务时间YesNO顾客到达服务窗口闲置服务窗口忙顾客接受服务顾客接受完服务离开置服务窗口闲排队4顾客到达时间/s（标明具体时间）与前一位顾客的间隔时间/s开始接受服务时间/s接受服务时间/s离开时间/s纯排队等待时间/s工作人员休息时间/s10044002224262031081051504413315318205207206260262552683410727234539708292398471009312474511601033251354180113635425618012404563591601345559564140145166436713015532673701401658570272120176467267880186627838112019704815861102072286389140217978969510022823954991302384299410315024873103210516025903105310815026922108311116027953111411516028105101155120100291127120412480301164124312780311215127413150321232131313480331285134513960341313139514480351365144815280361404152415612053715515156315910381583159216110391668166417005401737173718003(2)直方图a、分布的辨识表2到达时间频率分布到达时间间隔/s频数概率密度累积概率2110.2820.282380.2040.486440.1030.589560.1540.743620.0510.794740.1030.897820.0510.9481010.0260.9741510.0261图4顾客到达时间间隔频数分布直方图表3服务时间间隔频数分布表服务时间/s频数概率密度累积概率250.1250.1253120.3000.425490.2250.650570.1750.825630.0750.900710.0250.925830.07516图5服务时间间隔频数分布直方图b、分布的假设根据顾客到达时间间隔频率分布直方图以及服务时间频率分布分布直方图与已知的统计分布的比较可以假设顾客到达时间间隔分布符合负指数分布，服务时间符合泊松分布。（3）参数估计a、样本均值和样本方差顾客到达时间间隔样本均值:niixnX114.41（1）顾客到达时间间隔样本方差：46.7)(1121221XnxnSnii（2）服务时间样本均值：15.4112niixnX（3）服务时间样本方差：75.2)(1112222niiXnxnS（4）b、估计量的选取对于顾客到达时间间隔服从负指数分布，其估计量选为23.04.4111X服务时间服从泊松分布，故其估计量选为15.4ˆ2X（4）拟合度的检验a、顾客到达时间间隔拟合度检验：表4顾客到达时间间隔拟合度检验表区间iOiEiiEO2)(iiEOiiiEEO2)(721114-390.643--41293915--71284162≥8484162计算得：64.5)(4122iiiiEEO查表得：488.9)4(205.0，由于)4(205.02，故可以认为顾客到达时间间隔服从负指数分布。b、服务时间间隔拟合度检验：表5服务时间间隔拟合度检验区间iOiEiiEO2)(iiEOiiiEEO2)(1--259-4161.83--421156362.45--61011-110.17--845-110.2计算得：5.4)(4122iiiiEEO（5）查表得：488.9)4(205.0，由于)4(205.02，故可以认为服务时间服从泊松分布。（5）相关性的分析图6顾客到达时间间隔与服务时间散点图由图可以看出服务时间与顾客到达的时间间隔无明显的相关性。85flexsim建模与仿真分析根据上面对顺枫超市收款系统的分析，可以通过汉化版的flexsim仿真软件对这个收款系统进行仿真分析，进一步找出该收款系统的优点与不足。由前面收集到的数据分析可以得到：结合输入数据分析可以认为顾客达到的时间服从参数为4.4的负指数分布，工作人员服务时间服从参数为4.15的泊松分布。5.1系统的flexsim模型界面根据超市收款系统，flexsim仿真系统模型界面如下图1：图6仿真系统模型界面5.2建模元素说明发生器1（source1）：按时间间隔提